HU194407B - Device for detecting end point of titration - Google Patents

Description

A találmány tárgya berendezés titrálás végpontjának kimutatására Impulzus integrálási eljárás segítségével.

A titkárás végpontjának kimutatása jelenti a nyomelemek titrálással való elemzésének legfőbb problémáját. Az alkalmazott kijelzési eljárástól függ a titrálhatóság pontossága, helyessége és koncentrációhatára. Az elektronkémiai kijelzési eljárások közül a legérzékenyebb a potenciometrikus kijelzés polarizált elektródák segítségével, valamint az amperometriás kijelzés egy vagy két mérőelektród segítségéve,. Így tehát a titráló berendezésekhez többnyire potenciometrikus és amperometrikus kijelző elemeket alkalmaznak. Ezek a titrálást 10^-10^ mol/liter titrálási szintig teszik lehetővé, és csak kivételes esetben sikerül a titrálást 10'⁷ mol/liter titrálási határig elvégezni (például Cool, Reily, Furman: Anal. Chem. 23 1951, Ostergong, Anal. Chem. 46 1974 és 50 1978 illetve például 5x10* mol/liter titrálási szint elérését ismerteti Champion, Marinenko és Taylor: Anal. Chem. 42 1970), és azeket az eredményeket elektrometriai kijelzők alkalmazásával érték el. A jelenleg ismert és elektrometriai érzékelőkkel ellátott valamenynyi elrendezés esetében korlátozó tényezőt jelent az a jelenség, hogy a vizsgálandó anyag alacsony koncentrációja miatt az áramjel igen kicsi értékű, kedvezőtlen a jel/zaj és jel/saját zaj közötti viszony, amelyek közül különösen a kapacitív áram csökkenti a kijelzés érzékenységét és korlátozza a titrálhatóság koncentrációhatását.

A találmány szerinti elrendezés lehetővé teszi a titrálási végpont kimutatási érzékenységének növelését és csökkenti a titrálhatóság! koncentrációtartományt. A találmány szerinti elrendezés lényege abban van, hogy kapcsoló jelbemenetéhez mérőelektród csatlakozik és a kapcsoló kimenete mintavevő jelbemenetére csatlakozik, míg a mintavevő kimenete mérőkészülékre kapcsolódik. A mintavevő vezérlőbemenetei időzítőegységre csatlakoznak. A kapcsoló kimenete és a mintavevő jelbemenete közé integrátor iktatható be, amelynek vezérlőbemenete az időegységre kapcsolódik.

A találmány szerinti elrendezés előnyös tulajdonságai abban vannak, hogy a titrálás végpontjának kijelzésére áramreakciót használ, minden esetben a mérőelektród áramreakciójának időbeli integrálját, amely mérőelektródot olyan feszültségimpulzusok polarizálják, amelyek amplitúdóját kiválasztott és rákényszerített feszültség határoz meg. Az érzékelési jelszint lényegesen nagyobb, mint a jelenleg ismert amperometriás eljárások esetében, ami nagymértékben elnyomja a zajokat és ennek következtében a kijelzés érzékenysége és pontossága megnövekszik. A titrálási végpont az érzékelt jel polaritásának változásával jelezhető ki. A felsorolt előnyök lehetővé teszik a kijelzési érzékenység rendkívüli mértékben való megnövelését, és a titrálhatóság csökkentését. Kulometriás titrálhatóság koncentrációhatárának 10¹⁰ mol/liter szintre való csökkentését. Kulometriás titrálás esetében a találmány szerinti titrálási végpont kijelzésére szolgáló elrendezésnek további előnyös tulajdonságát jelenti az, hogy a titrálás folytatása közben megszünteti a kijelző rendszer által kifejtett befolyást.

különösen előnyös az a körülmény, hogy a kimenőjel közvetlenül a mérőelektród közelében levő koncentrációviszonyoktól függ, aminek révén lehetővé válik, hogy a kijelzési elrendezést nagy érzékenységű elektrokémiai detektorként lehessen használni, például folyadékkromatográfla és hasonló eljárások esetében.

A mellékelt rajzon a találmány szerinti kijelző elrendezés két kapcsolási elrendezését mutatjuk be. A rajzon ϊζ^_

1. ábra a mérőelektród áramreakciójának közvetlen mérésére alkalmas kapcsolási elrendezés, a

2. ábra az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés integrátorral kiegészítve.

Az 1. ábra szerint 1 titrálóedényben három elektródos rendszerben van elrendezve, amelynek 3 segédelektródja, 4 viszonyítási elektródja és 5 mérőelektródja 2 feszültségforrásra csatlakozik. Az 5 mérőelektródhoz sorosan 6 kapcsoló csatlakozik, amelyet 9 időzítőegység periódikusan bekapcsol és megszakít. Az 5 mérőelektródát eközben feszültségimpulzusok polarizálják, amely impulzusok amplitúdóját a 6 kapcsoló bekapcsolásakor a mérőelektród pillanatnyi egyensúlyi potenciálja és a 6 kapcsoló megszakításakor potenciosztatikusan a mérőelektródra kényszerített feszültség határozza meg. Az 5 mérőelektród áramreakciójának pillanatnyi nagyságát megfelelő időpillanatban 7 mintavevő és a 8 mérőkészülék méri. A kijelző jel nagysága és polaritása a rákényszerített jel nagyságától és attól az időtől függ, amely idő alatt a mintavevő hatásos, továbbá az 5 mérőelektród egyensúlyi potenciáljának pillanatnyi értékétől a titrálás adott foka mellett, vagyis az elektromosan aktív kompoenens adott koncentrációjától. Megfelelően megválasztott értékű rákényszerített feszültség esetében a titráció végpontját a kijelző jel polaritásának változása jelzi.

A 2. ábra szerinti kapcsolási elrendezésnél a 6 kapcsoló és a 7 mintavevő közé 9 időzítőegység által vezérelt 10 integrátor van beiktatva. Az 5 mérőelektród polarizációs impulzusra gyakorolt áramhatását a 10 integrátor integrálja, például a 6 kapcsoló egy vagy több bekapcsolt periódusában. A 10 integrátor kimenőjelét a 7 mintavevő és a 8 mérőkészülék méri. A továbbiak során a 10 integrátor törlődik és újabb mérési ciklusra kész állapotba kerül.

A 2. ábra szerinti kapcsolási elrendezés előnyös tulajdonsága, hogy jobban elnyomja a zajt és az 1. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezéssel szemben a mutatott jel nagysága nagyobb.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés alkalmazását példa kapcsán világítjuk meg. Példaként kulometrikus módszerrel kálium-dikromat oldatot titráltunk kulometrikusan előállított vasoxiddal. A titráláshoz platinaelektródot alkalmaztunk, és a rákényszerített feszültség egy mólos AgCl elektródhoz viszonyítva 0,75 V érték volt. A titrálás mérvadó relatív pontossága 1,7x1 θ'*-3x1 θ'⁹ mol/liter tartományban

1,2-7% volt. A titrálhatóság határa 8xl0'¹⁰ mol/liter értékre adódott, ami 80 ml térfogatú titráló oldat esetében 6x10'* ¹ anyagmennyiséget jelentett.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés mindenféle kvantitatív analízisnél és kulometrikus titrációs analízisnél alkalmazható, különösen alacsony és nagyon alacsony koncentrációk esetében, aminek általános jelentősége van a minőségnek laboratóriumi ellenőrzése során az élelmiszeriparban, a vegyi és gyógyszeriparban, valamint a környezetvédelemmel kapcsolatos nyomelemzések esetében. A találmány szerinti elrendezés nagy érzékenységű elektrokémiai

-2194.407 detektorként is alkalmazható analitikai elválasztási eljárások során.

Claims (2)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Kapcsolási elrendezés titrálási végpont kimutatására, amelynek titráló edénybe merülő háromelektródos érzékelő rendszere feszültségstabilizátorra csatlakozik, azzal jelemezve, hogy az érzékelőrendszer érzékelőelektródja (5) kapcsoló (6) jelbemenetére csatlakozik, és a kapcsoló (6) kimenete mintavevő (7) jelbemenetére kapcsolódik, továbbá a mintavevő (7) kimenete mérőkészülékre (8) csatlakog zik, valamint a kapcsoló (6) és a mintavevő (7) vezérlőbemenetei időzítőegységre (9) kapcsolódnak;
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal- jellemezve, hogy a kapcsoló (6) kimenete és a mintavevő (7) jelbemenete közé integrátor (10) van beiktatva, amelynek vezérlőbemenete

   10 az időzítőegységre (9) kapcsolódik.